伴随着沥青路面在高等级公路中的广泛使用,其耐久性问题日益突出。沥青在服役过程中长时间暴露在自然环境中,使得沥青逐渐老化导致沥青与集料间的粘附性降低,而沥青路面水损害的发生主要是因为沥青混合料粘附性下降导致的。因此,本文对老化作用下的沥青混合料的水损害性能进行研究。首先,本文采用室内试验模拟沥青服役过程中的老化现象,将不同老化时间的沥青与集料拌和,使沥青膜均匀的裹附在集料表面,对裹附沥青后的沥青混合料进行超声波模拟动水剥离试验,通过光电比色法对集料裸露面积进行检测,以水溶液中酚藏花红染料残留率表征沥青与集料间的粘附性,以沥青质量变化率表征沥青粘聚性,对水温、集料类型和干湿状态等因素影响下的沥青混合料的粘聚性、粘附性失效行为进行讨论,探究沥青老化对混合料宏观水损害性能的影响规律。结果表明:（1）超声波对沥青混合料的剥离过程包括沥青膜逐渐变薄和沥青从集料表面剥离两个阶段。第一阶段主要是沥青的粘聚性在发挥抵抗动水剥离的作用,以沥青质量变化率表征粘聚性;第二阶段主要是沥青与集料之间的粘附性在发挥抵抗动水剥离的作用,以水溶液中酚藏花红染料残留率表征粘附性。（2）随着老化时间的增加,沥青的粘聚性逐渐增加,沥青与集料间的粘附性逐渐降低,酚藏花红染料残留逐渐降低,沥青混合料的抗水损害性能整体表现为逐渐减弱。依据酚藏花红染料残留率对集料裸露面积大小进行等级划分,共计5个等级:用于评价沥青混合料的抗水损害性能,以集料未裸露,酚藏花红染料残留率At为100%定义为抗水损害等级5;以集料裸露面积<10%,酚藏花红水染料残留率100%>At>90%定义为抗水损害等级4;以集料裸露面积<30%,酚藏花红水染料残留率90%>At>70%定义为抗水损害等级3;以集料裸露面积>30%,酚藏花红水染料残留率At<70%定义为抗水损害等级2;以集料完全裸露,酚藏花红水染料残留率At=0定义为抗水损害等级1。通过染料残留率比较相同超声波作用时间下不同老化程度的沥青与集料的抗水损害性能,可以明确老化作用对的沥青混合料的抗水损害性能的影响。（3）沥青混合料的粘附性随温度升高、集料酸性增大而降低;粘聚性随温度升高而降低。当环境温度较高、集料酸性较大时,沥青混合料的粘结性能最低,沥青路面越容易发生水损害。然后,利用分子动力学建立不同老化程度的沥青分子模型和不同酸碱性的集料表面模型,并将它们组合在一起形成不同的界面模型,在-18℃、25℃和60℃下进行恒温动力学模拟,通过分析界面能与内聚能探究不同组合模型在遭受水侵入后的粘结效果,从分子角度对不同老化程度的沥青粘聚性变化和不同老化程度的沥青与集料间的粘附性变化进行讨论。结果表明:沥青老化导致组分变化生成大分子,大分子逐渐聚合,使得体系自由能变小、相互作用能变大而不能较好的相互溶解,进而表现为界面模型的界面能降低、内聚能升高。当遭受水分入侵界面时更加剧了这种变化,导致老化程度越深的界面模型的界面能与内聚能降低的越多,这是导致不同老化程度的沥青混合料在遭受水分侵入时粘结失效的内在原因。最后,通过红外光谱检测不同老化程度的沥青的官能团指数,分别将其与沥青-集料粘附性和沥青粘聚性、分子动力学模拟得到的界面能和内聚能进行相关性分析,探究了不同尺度下沥青混合料粘结性能随官能团指数的变化规律:沥青因老化生成的羰基、亚砜基和芳环等官能团对沥青与集料间的粘附性、沥青与集料间的界面能有降低作用;对沥青粘聚性、沥青内聚能有升高作用,整体而言对沥青混合料的抗水损害性能不利;然后从不同尺度对沥青混合料粘附性和沥青粘聚性失效行为进行解释,揭示了沥青老化导致组分变化使分子结合能降低,进而影响宏观水损害性能的过程。